As chuvas na bacia hidrográfica do rio Paraná, Brasil: um estudo do ritmo climático e algumas considerações sobre a vazão hídrica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

Instituto de Geociências e Ciências Exatas

Campus

de Rio Claro

LEANDRO ZANDONADI

AS CHUVAS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANÁ, BRASIL:

UM ESTUDO DO RITMO CLIMÁTICO E ALGUMAS

CONSIDERAÇÕES SOBRE A VAZÃO HÍDRICA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

Instituto de Geociências e Ciências Exatas

Campus

de Rio Claro

LEANDRO ZANDONADI

AS CHUVAS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANÁ, BRASIL:

UM ESTUDO DO RITMO CLIMÁTICO E ALGUMAS

CONSIDERAÇÕES SOBRE A VAZÃO HÍDRICA

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geografia, Área de Organização do Espaço, do Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Campus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Geografia.

Orientador: Prof. Dr. João Afonso Zavattini

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LEANDRO ZANDONADI

AS CHUVAS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANÁ, BRASIL:

UM ESTUDO DO RITMO CLIMÁTICO E ALGUMAS CONSIDERAÇÕES

SOBRE A VAZÃO HÍDRICA

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geografia, Área de Organização do Espaço, do Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Campus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Geografia.

Comissão Examinadora

Prof. Dr. João Afonso Zavattini (Orientador)

(Programa de Pós-Graduação em Geografia do IGCE da UNESP/Rio Claro/SP)

Prof. Dr. Anderson Luís Hebling Christofoletti (Membro)

(Departamento de Geografia do IGCE da UNESP de Rio Claro/SP)

Profª. Drª. Sandra Elisa Contri Pitton (Membro)

(Departamento de Geografia do IGCE da UNESP de Rio Claro/SP)

Prof. Dr. Hélio Silveira (Membro)

(Departamento de Geografia da Universidade Estadual de Maringá/PR)

Prof. Dr. Marcos Norberto Boin (Membro)

(Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional da Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente/SP)

Resultado:

Aprovado

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Aos meus pais, por sempre acreditarem em mim, dando todo apoio necessário.

À minha família, fonte inegável de união, de força e esperança.

Aos amigos, pelas horas de distração e alegria.

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AGRADECIMENTOS

E após tantos anos de estudos, marcados por tantas satisfações e desilusões, tantas certezas e incertezas, tanto cansaço e entusiasmo, é que, finalmente, tenho o prazer de reservar os parágrafos seguintes a todos que contribuíram de algum modo para que esta pesquisa chegasse ao seu fim. Deste modo AGRADEÇO:

Aos meus pais, que juntos me educaram, sempre com muito amor, compreensão e respeito, encorajando-me a seguir meus objetivos, dando-me o apoio necessário e torcendo por minhas conquistas;

À minha excelente e tão importante família, que sempre compreendeu minhas ausências e distanciamentos durante tanto tempo, em momentos importantes;

Ao professor Dr. João Afonso Zavattini, pela preciosa orientação desde os tempos de mestrado. Foram seis anos de ensinamentos e oportunidades;

Ao professor Dr. Hélio Silveira, pelas excelentes orientações durante a iniciação científica, ainda na graduação, e também pelos bons apontamentos realizados durante a participação da banca de doutorado. Com certeza as suas anotações proporcionaram o amadurecimento e a base científica tão necessária na vida acadêmica;

Ao professor Dr. Anderson Luís Hebling Christofoletti, pelas suas participações nas bancas de qualificação e de defesa, tanto do mestrado quanto do doutorado. Seus conselhos foram muito úteis para a formação do pensamento desta tese;

Ao professor Dr. Marcos Norberto Boin, pelas também participações nas bancas de defesa do mestrado e doutorado. Sua formação geológica, reforçada com a climatológica geográfica foi essencial para sempre dar bons conselhos e ideias para a elaboração da tese;

Ao professor Dr. Antonio Carlos Tavares pela atuação nas bancas de qualificação do mestrado e do doutorado, sempre argumentando de forma clara e precisa;

À professora Sandra Elisa Contri Pitton, também componente da banca de doutorado, pela sua excelente argumentação e esclarecimentos;

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A todos os funcionários da Pós-graduação, que sempre prestativos e acolhedores, nos proporcionaram um ambiente de trabalho agradável e saudável;

Aos grandes amigos que fiz em Rio Claro ao longo de todos esses anos. Os momentos de lazer, distração, incentivos e conselhos foram também importantíssimos para que eu não desistisse dos meus objetivos. Não citarei nomes, pois não quero cometer a indelicadeza de esquecer-me de alguém, mas desejo que todos se sintam eternamente agradecidos;

À Agência Nacional de Águas (ANA) e ao Instituto Agronômico de Campinas (IAC) pelo fornecimento do banco de dados pluviométricos;

Ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e ao Sistema Meteorológico do Paraná (SIMEPAR) pelo fornecimento dos dados meteorológicos;

À Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (REDEMET) e ao National Climatic Data Center (NCDC/NOAA) pelo fornecimento das imagens de satélite;

Ao Centro de Hidrografia da Marinha - Serviço Meteorológico Marinho e também ao Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE) pelas cartas sinóticas;

Ao Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) pelos dados de vazões naturais das usinas hidrelétricas;

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo financiamento de três meses do doutorado (de junho a agosto de 2010), permitindo que eu pudesse iniciar minha dedicação exclusiva à pesquisa;

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo financiamento, com de bolsa de estudos, de trinta e três meses (de setembro de 2010 a setembro de 2012 e de março a outubro de 2013), proporcionando a continuidade da dedicação exclusiva à pesquisa, e pelo financiamento dos cinco meses de estágio de pesquisa no exterior (de outubro de 2012 a fevereiro de 2013), no Dipartimento di Scienze Della Terra, da Università Degli Studi di Torino (UNITO), na Itália. Tais apoios financeiros foram imprescindíveis para a realização da pesquisa, sua divulgação em eventos científicos nacionais e internacionais e para a minha formação acadêmica e científica;

E finalmente, a todos aqueles que de alguma maneira puderam contribuir para que este trabalho chegasse ao fim, sintam-se profundamente agradecidos.

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As Chuvas

Nas mãos dos ventos as chuvas amorosas Vinham cair nos campos de dezembro

E de repente a vida rebentava Na força muda que as sementes guardam

Nas ramas verdes rebentava a luz E a doçura transformava A terra e o gado na pastagem tenra

Na alegria dos rios renovados

Cheiro de mato e currais suspenso No ar que os dedos do inverno vão tecendo

Mais uma vez nos campos de dezembro

E nos trovões a tarde acalentada Cantigas de viver que a chuva traz

Numa clara certeza repetida

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RESUMO

As Chuvas na Bacia Hidrográfica do Rio Paraná, Brasil: um estudo do ritmo climático e algumas considerações sobre a vazão hídrica

Esta pesquisa voltou-se para a compreensão regional da distribuição temporal e espacial das chuvas da bacia hidrográfica do rio Paraná, porção brasileira, localizada integralmente entre as coordenadas geográficas de 15º25’47’’ e 26º50’55’’ Sul, bem como 43º34’55’’ e 55º55’53’’ Oeste, com área total de 879.860 Km², ocupando 10% do território nacional e abrangendo parcelas territoriais de seis estados brasileiros, além de uma parcela do Distrito Federal. Os dados brutos de precipitação foram organizados e analisados com planilhas específicas que ajudaram a demonstrar e selecionar as estações pluviométricas com dados de melhor qualidade, de uma forma simples e direta, e eliminar aqueles que continham muitas falhas. Após este procedimento, foram aplicadas algumas técnicas na busca da obtenção dos anos-padrão, as quais se mostraram eficientes na classificação dos mesmos. Tais técnicas já vinham sendo testadas e utilizadas anteriormente e foram agora aprimoradas. Foram confeccionados ainda os cartogramas que representam os totais anuais de chuvas de cada uma das 95 quadrículas de 1° de latitude por 1° de longitude da bacia, ambas representativas das 95 estações pluviométricas utilizadas no estudo. Estes cartogramas auxiliaram muito na classificação, hierarquização, e seleção dos três anos-padrão (chuvoso, habitual e seco) mais representativos da distribuição das chuvas na bacia, no período de 1976 a 2009, um intervalo de 34 anos e sem nenhuma falha nos dados. Foram produzidas para os três anos-padrão, os mapas com os totais mensais de chuvas que permitiram compreender o comportamento intra-anual da precipitação pluviométrica. Foram escolhidas doze estações com dados meteorológicos consistentes para posterior aplicação da técnica da Análise Rítmica visando identificar a gênese das chuvas da área de estudo utilizando-se os mesmos três anos-padrão. Selecionaram-se também as seis grandes usinas hidrelétricas mais próximas das estações mencionadas acima para se compreender a influência direta das chuvas em suas vazões hídricas. Os resultados foram demonstrados através de mapas, cartogramas, planilhas, tabelas, quadros e gráficos que auxiliaram muito nas análises, interpretações e considerações sobre o assunto abordado.

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ABSTRACT

The Rains in the Paraná River Basin, Brazil: a study of the climatic rhythm and some considerations on hydric flow

This research turned to a regional understanding of the temporal and spatial distribution of rainfall in the basin of the Paraná River, Brazilian portion, located between the geographical coordinates of 15°25'47'' and 26º50'55'' South and 43º34 '55'' and 55º55'53'' West, with total area of 879,860 square kilometers, occupying 10% of the national territory and territorial plots of six Brazilian states, plus a portion of the Federal District. The gross rainfall data were organized and analyzed with specific worksheets that helped demonstrate and select the rainfall stations with better quality data in a simple and direct way, and eliminate those that contained many flaws. After this procedure, some techniques in the pursuit of obtaining the standards-years, which proved effective in the classification of these were applied. Such techniques were already being tested and used previously and were now improved. Foram produzidos cartogramas representando a precipitação total anual de cada um dos 95 quadrados de 1° de latitude por 1° de longitude da bacia, representando as 95 estações pluviométricas. Were produced cartograms representing the total annual rainfall of each of the 95 squares of 1° latitude by 1° longitude of the basin, representing the 95 rainfall stations used in the study. These cartograms helped a lot in classification, hierarchization, and selection of the three standard years (rainy, normal and dry) most representative of the distribution of rainfall in the basin during the period from 1976 to 2009, an interval of 34 years and without any flaw in the data. Were produced for the three standard years, the maps with the monthly totals of rainfall that allowed us to understand the behavior of the intra-annual pluviometric precipitation. Were selected twelve stations with consistent meteorological data for application of the technique of Rhythmic Analysis to identify the genesis of rainfall in the study area for the same three standard years. Also we selected the six large hydro power plants closest to the meteorological stations mentioned above to understand the direct influence of rainfall on its hydric flows. The results were demonstrated through maps, cartograms, worksheets, charts and graphs that helped a lot in the analyzes, interpretations and considerations on the subject addressed.

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LISTA DE FIGURAS

Fig. 1 Divisão hidrográfica de nível 1 do território brasileiro, destacando-se a bacia hidrográfica do rio Paraná, bem como as parcelas das unidades federativas brasileiras por ela

abrangidas... 11

Fig. 2 Classificação climática da América do Sul segundo Monteiro... 13

Fig. 3 Classificação climática do Brasil de acordo com as ações e influências das massas de _ar... ₁₅

Fig. 4 Distribuição das chuvas anuais médias no Brasil, em particular na bacia do rio Paraná, no período _{1961-1990, segundo as Normais Climatológicas do INMET geradas em 2009...} ₁₆

Fig. 5 Classificação climática do estado de São Paulo sugerida por Monteiro (2000)... 17

Fig. 6 Classificação climática proposta por Zavatini (1990) para o estado de Mato Grosso do _Sul... ₁₉

Fig. 7 Áreas da bacia do rio Paraná já cobertas por classificações climáticas de base genética (Zavatini, _{1990; Monteiro, 2000), fundamentadas nas chuvas e na morfologia do relevo...} ₂₁

Fig. 8 Distribuição habitual das chuvas anuais na bacia hidrográfica do rio Paraná no período de 1976 a _2005... ₂₂

Fig. 9 Mapa altimétrico da bacia hidrográfica do rio Paraná... 26

Fig. 10 As 95 quadrículas que recobrem toda a área da bacia hidrográfica do rio Paraná... 39

Fig. 11 Distribuição dos postos pluviométricos mais centrais de cada uma das 95 quadrículas que recobrem a _{bacia hidrográfica do rio Paraná...} ₄₀

Fig. 12 Carta da pluviosidade anual na bacia hidrográfica do rio Paraná para o ano de _1978... ₅₀

Fig. 13 Carta da pluviosidade do mês de junho do ano-padrão habitual na bacia hidrográfica do rio _Paraná... ₅₄

Fig. 14 Localização das estações meteorológicas utilizadas para a Análise Rítmica na bacia hidrográfica do rio _Paraná... ₅₅

Fig. 15 Dois exemplos modelos de imagens de satélites utilizadas na identificação dos sistemas atmosféricos _{atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná...} ₅₆

Fig. 16 Dois exemplos modelos de cartas sinóticas utilizadas na identificação dos sistemas atmosféricos _{atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná...} ₅₇

Fig. 17 Localização espacial das 45 usinas hidrelétricas (UHE’s) da bacia hidrográfica do rio Paraná, todas _{ativas e com início de operação anterior aos três anos-padrão escolhidos para análise...} ₆₄

Fig. 18 Localização espacial das 6 usinas hidrelétricas (UHE’s) da bacia hidrográfica do rio Paraná escolhidas _{para correlação dos dados de vazão a partir dos dados de chuvas...} ₆₆

Fig. 19 Classificação da intensidade dos intervalos definidos através da técnica da Correlação Linear de _Pearson... ₆₇

Fig. 20 Classificação realizada através da fórmula de Sturges para os 95 postos pluviométricos da bacia _{hidrográfica do rio Paraná no período de 1976 a 2009...} ₆₉

Fig. 21 Todas as quadrículas que envolvem a bacia hidrográfica do rio Paraná, ambas representativas dos 95 _{postos pluviométricos...} ₇₀

Fig. 22 Mapa de localização das quadrículas representativas dos 95 postos pluviométricos da bacia _{hidrográfica do rio Paraná e identificadas de acordo com a variação altimétrica do relevo...} ₇₁

Fig. 23 Cartas da distribuição espacial das chuvas na bacia hidrográfica do rio Paraná nos 34 anos da série _{histórica, classificadas através da fórmula de Sturges...} ₇₄

Fig. 24 Trajetos preferenciais das massas de ar que atingem o Oeste Paulista, inferidos da pluviosidade média _{de trinta anos (1967-1996)...} ₇₅

Fig. 25 Cartas da distribuição espacial mensal das chuvas na bacia do rio Paraná nos 12 meses do ano-_{padrão habitual...} ₇₉

Fig. 26 Cartas da distribuição espacial mensal das chuvas na bacia hidrográfica do rio Paraná nos 12 meses _{do ano-padrão seco...} ₈₁

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do ano-padrão chuvoso...

Fig. 28 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{verão do ano de padrão pluviométrico habitual (2005)...} ₈₆

Fig. 29 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{outono do ano de padrão pluviométrico habitual (2005)...} ₈₉

Fig. 30 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{inverno do ano de padrão pluviométrico habitual (2005)...} ₉₁

Fig. 31 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante a _{primavera do ano de padrão pluviométrico habitual (2005)...} ₉₃

Fig. 32 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{verão do ano de padrão pluviométrico seco (1999)...} ₉₅

Fig. 33 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{outono do ano de padrão pluviométrico seco (1999)...} ₉₈

Fig. 34 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{inverno do ano de padrão pluviométrico seco (1999)...} ₁₀₁

Fig. 35 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante a _{primavera do ano de padrão pluviométrico seco (1999)...} ₁₀₃

Fig. 36 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{verão do ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009)...} ₁₀₆

Fig. 37 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{outono do ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009)...} ₁₀₉

Fig. 38 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante o _{inverno do ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009)... 112}

Fig. 39 Atuação espacial dos sistemas atmosféricos atuantes na bacia hidrográfica do rio Paraná durante a _{primavera do ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009)...} ₁₁₅

Fig. 40 Total anual das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão habitual (2005)...} ₁₁₈

Fig. 41 Correlação Linear de Pearson indicando o tipo e a intensidade de correlação anual existente entre as _{seis usinas hidrelétricas durante o ano-padrão habitual (2005)...} ₁₁₉

Fig. 42 Total sazonal das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão habitual (2005)...} ₁₂₀

Fig. 43 Correlação Linear de Pearson indicando o tipo e a intensidade de correlação sazonal existente entre as _{seis usinas hidrelétricas durante o ano-padrão habitual (2005)...} ₁₂₁

Fig.44 Total anual das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão seco (1999)...} ₁₂₃

Fig. 45 Correlação Linear de Pearson indicando o tipo e a intensidade de correlação anual existente entre as _{seis usinas hidrelétricas durante o ano-padrão seco (1999)...} ₁₂₄

Fig. 46 Total sazonal das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão seco (1999)...} ₁₂₅

Fig. 47 Correlação Linear de Pearson indicando o tipo e a intensidade de correlação sazonal existente entre as _{seis usinas hidrelétricas durante o ano-padrão seco (1999)...} ₁₂₆

Fig. 48 Total anual das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão chuvoso (2009)...} ₁₂₇

Fig. 49 Correlação Linear de Pearson indicando o tipo e a intensidade de correlação anual existente entre as _{seis usinas hidrelétricas durante o ano-padrão chuvoso (2009)...} ₁₂₈

Fig. 50 Total sazonal das vazões das seis usinas hidrelétricas selecionadas para análise na bacia hidrográfica _{do rio Paraná durante o ano-padrão chuvoso (2009)...} ₁₃₀

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LISTA DE QUADROS

Qua. 1 Quadro explicativo da classificação climática do estado de São Paulo sugerida por Monteiro (2000) 17

Qua. 2 Exemplo de parte de planilha mostrando um posto pluviométrico com dois anos iguais, repetindo os mesmos dados de chuvas devido à ocorrência de dois “Níveis de Consistência” 1 e 2. 33

Qua. 3

Parte da planilha que sintetiza os dados dos 661 postos pluviométricos e que contém dois níveis de informação: o primeiro informa os anos completos; o segundo, mostra ao longo dos anos restantes, quais são os meses com falhas e quantos são os dias falhados. 34

Qua. 4 Parte da planilha contendo as quadrículas com seus respectivos postos, mostrando os anos com

dados completos e com falhas. 36

Qua. 5 Características cadastrais e geográficas dos 95 postos pluviométricos utilizados na análise dos dados

diários da bacia hidrográfica do rio Paraná. 41

Qua. 6 Planilha com os valores totais anuais de chuva de cada um dos 95 postos pluviométricos da bacia hidrográfica do rio Paraná durante o ano de 1976 até o ano de 2009. 45

Qua. 7 Intervalos de classe das chuvas anuais na bacia do rio Paraná e frequências absoluta e relativa para

cada classe. 47

Qua. 8 Intervalos de classe das chuvas anuais na bacia hidrográfica do rio Paraná, bem como a frequência relativa para cada classe, e a frequência absoluta para cada classe e ano da série histórica. 48

Qua. 9 Planilha com parte do rol de dados pluviométrico, já com a classificação para os primeiros 15 anos da série histórica, nos 20 primeiros postos pluviométricos analisados. 49

Qua. 10 Intervalos de classe das chuvas mensais do ano-padrão seco na bacia hidrográfica do rio Paraná; frequência relativa para cada classe; e frequência absoluta para cada classe e mês. 51

Qua. 11 Intervalos de classe das chuvas mensais do ano-padrão habitual na bacia hidrográfica do rio Paraná; frequência relativa para cada classe; e frequência absoluta para cada classe e mês. 52

Qua. 12 Intervalos de classe das chuvas mensais do ano-padrão chuvoso na bacia hidrográfica do rio Paraná; frequência relativa para cada classe; e frequência absoluta para cada classe e mês. 52

Qua. 13 Planilha com parte do rol de dados pluviométrico, já com a classificação para os 12 meses do ano-padrão habitual, nos 20 primeiros postos pluviométricos analisados. 53

Qua. 14 Informações sobre as 12 estações meteorológicas utilizadas para a Análise Rítmica na bacia

hidrográfica do rio Paraná. 55

Qua. 15 Exemplo de quadro de frequência absoluta e relativa de participação dos sistemas atmosféricos para a estação de Brasília durante o ano-padrão habitual (2005). 57

Qua. 16 Exemplo de quadro com o total de dias de atuação de cada sistema atmosférico e volume de chuvas gerado por cada um deles para a estação de Brasília, durante o ano-padrão habitual (2005). 58

Qua. 17 Exemplo de quadro com os volumes pluviométricos gerados por cada sistema atmosférico na estação de Brasília, durante o ano-padrão habitual (2005). 58

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO...01

2. AS BASES NORTEADORAS DESTA OBRA...04

2.1 As bacias hidrográficas nos estudos climáticos...07

3. A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANÁ...11

3.1 Localização e características geográficas...11

3.2 Características gerais da pluviosidade e do clima...12

3.3 Alguns aspectos geológicos e geomorfológicos...23

3.4 O rio Paraná: algumas características e significados...27

4. MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS NA ELABORAÇÃO DA PESQUISA...29

4.1 Materiais empregados na aplicação dos métodos e técnicas...29

4.2 Métodos adotados para a interpretação da variabilidade pluvial da bacia......31

4.2.1 Análise e manipulação dos dados pluviométricos brutos...31

4.2.2 A procura por séries temporais consistentes...33

4.2.3 Preenchimento dos dados falhados e obtenção da série histórica...37

4.2.4 Espacialização da rede de postos pluviométricos...38

4.2.5 Organização dos dados anuais de chuvas e definição dos anos-padrão...44

4.2.6 Organização dos dados mensais de chuvas para os três anos-padrão...50

4.3 Métodos de interpretação da atuação dos sistemas atmosféricos e da gênese pluvial..54

4.4 Métodos adotados para organização e interpretação dos dados de vazão hídrica...61

5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS...68

5.1 Análise temporal e espacial das chuvas na bacia...68

5.2 Análise das cartas de pluviosidade e escolha dos anos-padrão...72

5.3 Análise do regime mensal de chuvas para os três anos-padrão...78

5.3.1 Comportamento mensal das chuvas no ano-padrão habitual (2005)...78

5.3.2 Comportamento mensal das chuvas no ano-padrão seco (1999)...80

5.3.3 Comportamento mensal das chuvas no ano-padrão chuvoso (2009)...82

5.4 Variação rítmica, atuação atmosférica e gênese pluvial nos três anos-padrão...84

5.4.1 Ano de padrão pluviométrico habitual (2005): período de verão...84

5.4.2 Ano de padrão pluviométrico habitual (2005): período de outono...87

5.4.3 Ano de padrão pluviométrico habitual (2005): período de inverno...90

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5.4.5 Ano de padrão pluviométrico seco (1999): período de verão...94

5.4.6 Ano de padrão pluviométrico seco (1999): período de outono...97

5.4.7 Ano de padrão pluviométrico seco (1999): período de inverno...100

5.4.8 Ano de padrão pluviométrico seco (1999): período de primavera...102

5.4.9 Ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009): período de verão...105

5.4.10 Ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009): período de outono...108

5.4.11 Ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009): período de inverno...111

5.4.12 Ano de padrão pluviométrico chuvoso (2009): período de primavera...114

5.5 Análise da vazão hídrica da bacia através de usinas hidrelétricas...117

5.5.1 A vazão hídrica durante o ano de padrão habitual (2005)...117

5.5.1.1 Variação nos volumes totais anuais da vazão hídrica...117

5.5.1.2 Correlação Linear de Pearson para os totais anuais da vazão hídrica...118

5.5.1.3 Variação nos volumes totais sazonais da vazão hídrica...119

5.5.1.4 Correlação Linear de Pearson para os totais sazonais da vazão hídrica...121

5.5.2 A vazão hídrica durante o ano de padrão seco (1999)...122

5.5.3 A vazão hídrica durante o ano de padrão chuvoso...127

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS...132

REFERÊNCIAS UTILIZADAS...137

REFERÊNCIAS CONSULTADAS...144

APÊNDICES A...147

APÊNDICE A – Total de dias de atuação de todos os sistemas atmosféricos e volume de chuvas gerado por cada um deles durante o ano-padrão habitual (2005)...148

APÊNDICES B...154

APÊNDICE B – Total de dias de atuação de todos os sistemas atmosféricos e volume de chuvas gerado por cada um deles durante o ano-padrão seco (1999)...155

APÊNDICES C...161

APÊNDICE C –Total de dias de atuação de todos os sistemas atmosféricos e volume de chuvas gerado por cada um deles durante o ano-padrão chuvoso (2009)...162

APÊNDICES D...168

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APÊNDICES E...181 APÊNDICE E – Gráficos de Análise Rítmica para cada uma das doze estações

meteorológicas e representativos do ano-padrão seco (1999)...182 APÊNDICES F...194 APÊNDICE F – Gráficos de Análise Rítmica para cada uma das doze estações

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1. INTRODUÇÃO

A presente pesquisa, momentaneamente apresentada na forma de tese de doutoramento e estreada no início do ano de 2010, é, na verdade, o desenrolar de um trabalho de maior proporção que já vem sendo realizado desde o mestrado, nos primórdios do ano de 2007. Naquela ocasião, a pesquisa foi intitulada As Chuvas na bacia do Paraná: aspectos temporais, espaciais e rítmicos (Zandonadi, 2009), e, apesar de ter uma abordagem relativamente menor, possibilitou que fossem testados alguns dos métodos e técnicas utilizados no entendimento da distribuição das chuvas na bacia hidrográfica do rio Paraná.

Naquela ocasião, as diversas etapas e procedimentos metodológicos realizados visaram, acima de tudo, demonstrar técnicas que facilitassem o arranjo, tratamento e análise dos dados pluviométricos apresentados por um total de 861 postos pluviométricos. Destes postos, alguns continham séries iniciais de dados que remontavam ao início da segunda década do século XX, sendo que a grande maioria continham falhas, muitas vezes contínuas, que dificultavam ou até mesmo impossibilitavam que algumas regiões da bacia fossem analisadas sem que houvesse a necessidade de preenchimento destas falhas. Estes problemas foram sanados, após longa e árdua jornada de trabalho, por meio da utilização dos dados dos postos identificados como sendo os vizinhos mais próximos daqueles que apresentavam as devidas falhas. Tal iniciativa se mostrou satisfatória, uma vez que possibilitou a escolha dos 96 postos pluviométricos e dos três anos-padrão representativos da distribuição anual das chuvas ao longo de toda a bacia. Além disso, a distribuição espacial das chuvas demonstrada posteriormente aproximou-se muito da realidade existente na área estudada.

Foram testadas ainda duas técnicas para a escolha dos referidos anos-padrão, sendo a primeira a do Desvio Quartílico, e, a segunda, a da fórmula de Sturges, ambas para obtenção de classes que melhor representassem a distribuição das chuvas para os 95 postos pluviométricos e para os 30 anos da série histórica escolhida, ou seja, de 1976 a 2005. As duas técnicas foram consideradas satisfatórias, porém, somente a da fórmula de Sturges foi utilizada para demonstração final dos resultados, por ser a que melhor se aproximou da condição real de distribuição das chuvas na bacia, não dando excessivo destaque aos valores extremos ora ocorridos.

(17)

2

escolhidos, ou seja, em nível de detalhe sazonal, mensal, e, finalmente, no diário, possibilitando a verificação do ritmo das chuvas na bacia ao longo de cada ano.

Portanto, todos os processos realizados durante a pesquisa do mestrado serviu de base para a construção do alicerce da pesquisa de doutorado, uma vez que as técnicas testadas surtiram os efeitos desejados, demonstrando satisfatoriamente os resultados e garantindo que tanto as análises realizadas, quanto as técnicas propostas pudessem ser utilizadas futuramente no decorrer da pesquisa, não só dando o suporte necessário, mas também facilitando o desenvolvimento da mesma, tendo em vista que toda a parte inicial de busca e tratamento dos dados pluviométricos, que é sempre a mais incerta das etapas de trabalho, já havia sido elucidada e devidamente sanada.

Posteriormente, já no primeiro ano do doutorado, notou-se que todo o banco de dados pluviométrico que foi utilizado até a ocasião foi atualizado pela Agência Nacional de Águas (ANA), que é quem o administra e disponibiliza. Desta vez, a qualidade apresentada estava bem acima daquela verificada até o momento, seja no quesito da distribuição espacial dos postos pluviométricos, seja na composição da série temporal analisada. Portanto, essa atualização permitiu que fossem realizadas revisões nos dados utilizados anteriormente, alcançando melhorias significativas, já que boa parte das falhas pôde ser eliminada, proporcionando mais qualidade no preenchimento da série temporal e melhor distribuição dos postos pluviométricos naquelas áreas da bacia que anteriormente só puderam ser preenchidas com a intensa utilização de dados de postos vizinhos. Além disso, a mencionada atualização e a respectiva revisão dos procedimentos adotados até o momento permitiram aferir a qualidade e a confiabilidade da técnica escolhida, seja para o tratamento dos dados pluviométricos brutos e identificação das falhas, ou para a escolha dos anos-padrão.

Deste modo, após essa rápida e precisa melhoria da base de dados, prosseguiu-se com o desenvolvimento da pesquisa em nível de doutoramento, agora bem mais complexa, tendo em vista as pretensões de uso da técnica da Análise Rítmica, visando à identificação da gênese das chuvas caídas na bacia durante cada um dos três anos-padrão, através da interpretação da dinâmica atmosférica atuante na região.

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discussão dos resultados obtidos com o arranjo, tratamento e interpretação das informações geradas.

Desta maneira, num capítulo a parte, com os dados meteorológicos de cada uma das doze estações, bem como das cartas sinóticas e das imagens de satélites, foram elaborados os gráficos de Análise Rítmica para cada um dos três anos-padrão selecionados, e através destes gráficos foram identificados, no nível diário, os sistemas atmosféricos atuantes nestes três anos-padrão. Mapas mostrando a espacialização dos índices de participação de cada sistema atmosférico também foram confeccionados, associando tais participações aos volumes de chuvas produzidos por cada um dos sistemas em diferentes períodos de análise.

Em outro capítulo, foram feitas as associação dos resultados pluviométricos com os da vazão diária de seis das grandes usinas hidrelétricas existentes na bacia, as quais foram escolhidas meticulosamente, almejando contribuir parcialmente para o entendimento da correlação existente entre a dinâmica pluvial e a fluvial da bacia hidrográfica do rio Paraná. Os resultados são apresentados utilizando-se de gráficos e tabelas, ambos demonstrando as variações nos volumes hídricos dos rios e as correlações entre as variações existentes entre uma usina e outra.

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2. AS BASES NORTEADORAS DESTA OBRA

É inegável que o conhecimento humano sobre o clima passou e ainda vem passando por grandes e importantes transformações. Atualmente, com os incrementos e avanços da tecnologia, um vasto número de recursos tecnológicos são oferecidos e podem ser utilizados em estudos e/ou pesquisas em diversos âmbitos da ciência, e a Climatologia Geográfica não foge desta realidade.

Em seus estudos, Sorre (1951) já abordava questões relativas à busca do conhecimento climatológico a fim de interpretar a percepção que a sociedade em geral obtinha sobre o clima, afirmando que

na ordem do desenvolvimento histórico, a ideia de clima [...] é inseparável das preocupações biológicas. Os primeiros registradores não foram instrumentos de medida, mas sim registradores naturais, em particular a sensibilidade do homem. Não se conhecia o calor e o frio a não ser por seus efeitos sobre o organismo humano.

Estas afirmações demonstram acima de tudo que inicialmente o interesse humano pelo clima não possuía outra finalidade senão a de preocupação puramente biológica.

Porém, na medida em que o homem passa a conviver em sociedade, a preocupação e necessidade de domínio/conhecimento de alguns elementos da natureza tornam-se mais intensos, tendo em vista que o mesmo interage com a natureza, numa relação que nem sempre harmônica. Neste cenário o clima acabou ganhando papel de destaque, pois sempre manteve um caráter condicionador sobre o homem, obrigando-o a adaptar-se às suas condições/variações ou procurar abrigo nas regiões do planeta onde tais condições eram menos severas. Mas vemos que mesmo nas regiões onde o clima oferece melhores condições de sobrevivência, vez ou outra os prejuízos socioeconômicos causados por suas ações extremas são notáveis.

Mendonça (2003, p. 7) ressaltou muito bem a interação existente entre homem/clima em dias atuais, bem como a necessidade de aprimoramento na compreensão da dinâmica atmosférica. Em suas palavras,

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interação estabelecida entre a dinâmica da atmosfera/clima e a dinâmica da sociedade.

Neste sentido, muitos esforços e investimentos já foram e continuam sendo realizados visando o entendimento da dinâmica do clima para se tentar minimizar os impactos causados à sociedade, e acordo com Sant’Anna Neto (1998, p. 128),

[...] somente a partir do conhecimento da dinâmica climática, sua gênese e previsão, pode-se minimizar seus efeitos negativos às atividades humanas e direcionar este conhecimento no sentido de encontrar um equilíbrio, aproveitando a sua variabilidade temporal para o planejamento econômico.

Seguindo esta linha de pensamento e reconhecendo a importância de estudos que abordem a dinâmica climática, Baldo (2006, p. 1) afirmou também que

o entendimento da dinâmica atmosférica é decisivo para a definição do estado do tempo sobre um dado lugar, assim como do tipo de clima. Evidentemente, outros fatores geográficos - como a latitude, a altitude, o uso da terra - passam a serem parâmetros fundamentais nos estudos do clima, pois a atuação do homem, modificando a paisagem natural numa escala local, impõe à configuração topográfica uma situação de diversificação do uso do solo, que, interagindo com o relevo, cria condições diversificadas de balanço de energia, gerando um quadro climaticamente peculiar.

É inegável, frente às tantas pesquisas climatológicas já realizadas, que o clima deva ser estudado em todas as suas variantes, abordando não somente os diversos elementos que o compõe, mas também os vários níveis de escala espacial de abordagem a que lhes cabe. Cada pesquisador deverá ajustar suas análises à escala que deseja e vice-versa, utilizando-se dos elementos climáticos que se fizerem necessários.

No caso da pesquisa aqui apresentada, em vistas da extensão da bacia hidrográfica do rio Paraná, a análise climática será feita no nível regional, pois como argumentou Sorre (1951), “a noção de clima regional é uma etapa no caminho da abstração. Ela se aproxima o mais possível da realidade concreta na região onde o jogo do dinamismo atmosférico é o mais simples e onde a topografia é amais uniforme”. Posteriormente, Monteiro (1964, p.60-61) apud Zavattini (2004), reforçando as afirmações de Sorre diz que

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das suas variações dentro de um período homogêneo de tempo. A análise qualitativa é, assim, obtida pela consideração do ritmo, já que a preocupação geográfica deve ser a sucessão habitual dos estados atmosféricos. Se a escala zonal generaliza, pelas leis gerais da influência da latitude sobre a radiação – fundamento básico da energia terrestre – e a escala local diversifica e multiplica, pela influência dos múltiplos e pequenos fatores das diferentes esferas do domínio geográfico, a escala regional lhes dá a verdadeira unidade geográfica.

É, portanto, por meio desta sucessão habitual dos estados atmosféricos a qual se refere Monteiro, que se pretende analisar a dinâmica atmosférica atuante na bacia hidrográfica do rio Paraná, que, por sua vez, rege todo o clima atuante na região.

Deve-se levar em consideração também que um dos motivos que nos levou a produzir esta pesquisa foi o fato de praticamente não haverem trabalhos que abordem a gênese das chuvas numa área de tamanha extensão, e o número de trabalhos é ainda menor quando há a utilização do paradigma do ritmo climático para demonstração dos objetivos almejados.

Portanto, para a correlação e a análise qualitativa dos diversos elementos do clima será aplicada a técnica de estudo da Análise Rítmica proposta por Monteiro (1971), pois através da mesma torna-se possível a análise dos elementos climáticos na escala diária, permitindo associá-los à dinâmica atmosfera e ao tipo de tempo atuante em determinado momento e relacioná-los com maior fidelidade ao comportamento hídrico da bacia hidrográfica do rio Paraná.

De acordo com as argumentações do próprio autor sobre a referida técnica,

só a análise rítmica detalhada ao nível de “tempo”, revelando a gênese dos fenômenos climáticos pela interação dos elementos e fatores, dentro de uma realidade regional, é capaz de oferecer parâmetros válidos à consideração dos diferentes e variados problemas geográficos (Monteiro, 1971, p.12 apud Zavattini, 2000).

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processo de deslocamento dessas águas ao longo dos rios pode ser de grande interesse para melhor aproveitamento dos recursos hídricos, nos mais variados setores socioeconômicos, e será um dos recursos oferecidos nesta pesquisa.

Entende-se, portanto, que os tais subsídios que se pretende oferecer nesta pesquisa só podem ser alcançados de maneira satisfatória ao se considerar a análise e o detalhamento das vazões dos rios da bacia também a nível diário, verificando o seu respectivo ritmo de variação e correlacionando-o com o ritmo das chuvas caídas na bacia ao longo do ano. Deste modo, é possível constatar quais as intensidades e as dimensões espaciais das alterações nas vazões de acordo com as nas distribuições das chuvas.

Como justificativa para o uso de dados diários de vazão, podemos dizer que os rios interagem com diversas partes do planeta e exemplificam a relação entre o escoamento superficial e a precipitação de água da atmosfera como uma das mais evidentes, e de acordo com Press et al. (2006) “quando os níveis de precipitação e escoamento superficial são medidos numa vasta área (tal como toda a região drenada por um grande rio) e durante um longo período de tempo (um ano, digamos), a conexão é menos evidente, mais ainda acentuada”. Portanto, quanto menor a escala de análise (sazonal, mensal e diária), maior deverá ser a resposta a ser obtida e melhor também será a análise e compreensão destas respostas.

Justifica-se assim a importância desta pesquisa voltada à bacia hidrográfica do rio Paraná. Ela pretendeu criar um roteiro teórico-metodológico que demonstrasse a fidelidade no tratamento dos dados pluviométricos obtidos, revelando a distribuição habitual e excepcional das chuvas e correlacionando este comportamento à variabilidade nas vazões dos rios ao longo da bacia. Portanto, esse roteiro procurou abranger não somente os aspectos quantitativos (variação no volume precipitado) como também os qualitativos (padrões de distribuição pluviométrica e respectivos ritmos) e associá-los às modificações na vazão de algumas das principais usinas hidrelétricas da área de estudo.

2.1 As bacias hidrográficas nos estudos climáticos

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Um dos motivos que justificam o intenso uso das bacias hidrográficas em pesquisas científicas climatológicas diz respeito ao fato das mesmas já possuírem delimitação natural própria, de fácil identificação e com alguns dos elementos que contribuem para o seu processo evolutivo sendo facilmente identificáveis, promovendo também a simplificação da análise correlativa existente entre ambos. Além disso, as bacias hidrográficas têm como principal agente transformador de suas feições uma rede de drenagem geralmente bem definida, convergindo para um curso d’água ou rio principal, que, por sua vez, gera forte interesse socioeconômico, por ser comumente utilizado em diversos setores.

Ao mencionar a obra de Lanna (1993), Collares (2000, p. 9) aborda este tema dizendo que o ou referido autor “propõe a unidade territorial “bacia hidrográfica” como uma das alternativas para o planejamento e gerenciamento ambiental, destacando algumas vantagens [...]” e também “[...] argumenta que a rede de drenagem de uma bacia pode ser capaz de indicar relações de causa-efeito, particularmente aquelas que envolvem o meio hídrico”.

Neste mesmo viés, Ross e Del Prette (1998, p. 89) já salientavam que

a gestão ambiental caminha progressivamente para tomar as bacias hidrográficas como Unidades de Planejamento Regional, mas com uma clara ênfase na questão dos recursos hídricos, seguindo o modelo francês de Gerenciamento de Bacias Hidrográficas. É preciso uma política que contemple todas as componentes dos recursos naturais (água, solos, relevo, atmosfera, subsolo, flora, fauna) e as componentes sociais e econômicas, não apenas em termos de bacias hidrográficas, mas também em termos de um planejamento global integrado.

Vimos, portanto, que a escolha da bacia hidrográfica como limite territorial das pesquisas pode ser vista como um meio facilitador das análises, e, no caso da discussão envolver o meio hídrico, principal elemento construtor e moldador da paisagem de uma bacia, a questão pode se tornar ainda mais evidente. Porém, neste caso, verificar o elemento chuva é fundamental, pois é ele quem condiciona e regula diretamente a variabilidade de grande parte do volume hídrico dos rios. É neste momento que a Climatologia pode e deve dar sua contribuição, pois oferece as bases para o entendimento desta inter-relação.

A análise climatológica fornece subsídios importantes, tanto no que diz respeito ao conhecimento da realidade espacial quanto ao da organização das atividades econômicas. Cumpre destacar o zoneamento agrícola e o

estudo das bacias hidrográficas com todas as suas implicações (Baldo et

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E no caso do Brasil, em decorrência de seu extenso território, há uma infinidade de bacias hidrográficas sob seu domínio, cada qual com suas características naturais e socioeconômicas, podendo ser aproveitadas de diversas formas e finalidades, principalmente do ponto de vista hídrico. Neste aspecto, Hirata (2001) salienta que

o Brasil é um país privilegiado, uma vez que recentes estimativas indicam que aqui ocorrem 53% da água doce da América do Sul e 12% da vazão total mundial dos rios, ou seja, um total de 177.900 m³/s. Esta imensa quantidade de água é resultado da extensão territorial, somada ao regime climático, predominantemente equatorial e tropical úmido, com precipitações médias anuais de 1.000 a 3.000 mm/ano em mais de 90% do território.

Devemos compreender, entretanto, que mesmo que a maioria do território seja bem provida de chuvas, algumas regiões são bem drenadas o ano todo, enquanto em outras os déficits hídricos são elevados. Tal configuração tem relação direta com a dinâmica climática atuante em cada região. No interior de grandes bacias hidrográficas, como é o caso da bacia do rio Paraná, a presença de regimes pluviométricos contrastantes (“Brasil Central” versus “Brasil Meridional”), bem como as variações interanuais da pluviosidade, além de variações no ritmo pluvial dentro de um mesmo ano (seco, chuvoso ou habitual), podem afetar a disponibilidade hídrica dos rios, e, consequentemente, os diversos setores dependentes destes.

A elevada taxa populacional e o acelerado desenvolvimento industrial da região da bacia hidrográfica do rio Paraná fazem com que a demanda de recursos hídricos seja muito exigida. Felizmente, devido aos condicionantes naturais construtores desta bacia, tais como formação do substrato rochoso, morfologia do relevo e diversidade climática, sendo esta última condicionadora da variabilidade temporal e espacial das chuvas, até o presente momento a disponibilidade hídrica nos seus rios tem garantido a sustentação de tal demanda. Entretanto, já se sabe que futuramente esta situação pode se tornar crítica, fato que já vem ocorrendo, por exemplo, com a produção de energia elétrica. Compreender o ritmo das chuvas e da disponibilidade hídrica dos rios da região pode contribuir para o melhor planejamento não só do setor energético, mas de setores diversos, como irrigação na agricultura, saneamento básico, abastecimento industrial, pesca, lazer, etc.

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uma das conclusões importantes dos últimos dez anos, em relação à disponibilidade e uso de recursos hídricos, é que é necessário estreitar as relações entre pesquisa e desenvolvimento nesta área e as implicações econômicas, sociais e culturais nesse processo.

Avançando em suas discussões sobre este tema, Tundisi et. al. (2006, p. 745) salientaram ainda que “é inegável que os avanços tecnológicos na gestão das águas sejam promovidos a partir de um processo descentralizado que coloca o foco na bacia hidrográfica como unidade de gestão e com uma visão sistêmica”, e, reforçaram dizendo que

a integração de águas atmosféricas, águas superficiais e águas subterrâneas na gestão é outro processo fundamental que pode avançar e promover mecanismos de gestão inovadores e consolidados. Igualmente importante é a gestão da qualidade e quantidade de águas.

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3. A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANÁ

3.1 Localização e características geográficas

A bacia hidrográfica do rio Paraná, parte brasileira, possui área de 879.860 Km² e localiza-se entre as coordenadas geográficas de 15º25’47’’ e 26º50’55’’ de latitude Sul e 43º34’55’’ e 55º55’53’’ de longitude Oeste (figura 1).

Figura 1 – Divisão hidrográfica de nível 1 do território brasileiro, destacando-se a bacia hidrográfica do rio Paraná, bem como as parcelas das unidades federativas brasileiras por ela abrangidas.

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As usinas com maior capacidade instalada são Itaipu, Furnas e Porto Primavera. Há um grande consumo de água para abastecimento, e também para indústria e irrigação. Já a poluição orgânica e inorgânica (efluentes industriais e agrotóxicos) e a eliminação da mata ciliar contribuem para a degradação da qualidade da água de grandes extensões dos principais afluentes do trecho superior do Rio Paraná (Itaipu Binacional, 2012a).

Ainda, de acordo com Itaipu (2012a), o grande ciclo econômico imposto na região da bacia fez com que o uso do solo passasse por grandes transformações, ocasionando um grande desmatamento. Originalmente, a Região Hidrográfica do Paraná apresentava os biomas de Mata Atlântica e Cerrado e cinco tipos de cobertura vegetal: Cerrado, Mata Atlântica, Mata de Araucária, Floresta Estacional Decídua e Floresta Estacional Semidecídua.

3.2 Características gerais da pluviosidade e do clima

Dentre os principais elementos do clima, um dos mais utilizados em estudos climatológicos diz respeito à pluviosidade, exaustivamente analisados do ponto de vista de sua distribuição temporal e espacial. Há também estudos voltados para a caracterização das chuvas correlacionando-as à ação das grandes massas de ar, o que garante melhor análise e verificação de sua gênese.

É neste sentido, de verificação da distribuição das chuvas, que diversas classificações climáticas já foram formuladas, visando o entendimento também da dinâmica geral da atmosfera. Tais classificações são pautadas no conhecimento das massas de ar que atuam nas mais diversas regiões do planeta, sendo que uma das mais conhecidas é a de Strahler (1951). Este autor também propôs tal classificação para a América do Sul e, consequentemente, abrangendo todo o território brasileiro. Monteiro (2000) utilizou muito bem essa classificação climática em sua obra, produzindo inclusive uma representação bastante didática, a qual é apresentada na figura 2.

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Strahler, é que se configuram as variações pluviométricas existentes no espaço geográfico brasileiro.

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Numa análise mais detalhada das informações contidas na obra de Strahler (1951), percebe-se que predominam no Brasil dois grandes grupos climáticos sob a ação e influência das massas de ar (figura 3). O primeiro grupo, ou “Grupo A”, é denominado de “Climas Controlados por Massas de Ar Equatoriais e Tropicais”, e o “Grupo B”, de “Climas Controlados por Massas de Ar Tropicais e Polares”.

Estes dois grandes grupos climáticos são ainda subdivididos em outros cinco climas, a saber:

Climas Controlados por Massas de Ar Equatoriais e Tropicais

 Clima Equatorial Úmido;

 Clima Tropical;

 Clima Tropical Tendente a Seco;

 Clima Tropical Úmido.

Climas Controlados por Massas de Ar Tropicais e Polares

 Clima Subtropical Úmido.

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Com relação à distribuição pluviométrica, de acordo com as Normais Climatológicas do período de 1961 a 1990 produzidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, 2009) a bacia hidrográfica do rio Paraná apresenta chuvas anuais médias em torno dos 1200 a 1500 mm na sua porção central. Já nas regiões norte e sul os volumes pluviométricos médios de chuvas se concentram entre 1500 e 1800 mm, sendo exceção apenas as extremidades sul e leste da bacia onde tais valores são mais elevados, podendo variar desde os 1800 até aos 2100 mm (figura 4).

Figura 4 – Distribuição das chuvas anuais médias no Brasil, em particular na bacia do rio Paraná, no período 1961-1990, segundo as Normais Climatológicas do INMET geradas em 2009.

Adaptação: Zandonadi, L. (2013).

Tomando a pluviosidade como referencial básico, alguns pesquisadores também realizaram estudos de classificação climática em áreas específicas da bacia hidrográfica do rio Paraná, através da verificação da distribuição das chuvas, aliada à sua gênese e também às grandes unidades geomorfológicas do relevo.

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na qual o autor analisa, geograficamente, as chuvas que caem sobre o referido estado brasileiro e as associa à dinâmica atmosférica ali atuante (figura 5 e quadro 1).

Figura 5 – Classificação climática do estado de São Paulo sugerida por Monteiro (2000).

Fonte: Monteiro, C. A. de F. (2000).

Quadro 1 – Quadro explicativo da classificação climática do estado de São Paulo sugerida por Monteiro (2000).

Fonte: Monteiro, C. A. de F. (2000).

FEIÇÕES CLIMÁTICAS INDIVIDUALIZADAS NOS CLIMAS REGIONAIS, SEGUNDO AS UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS

Litoral Planal to

Atlântic o

Vale d o Paraib a Mantiq ueira Depre ssão Planal to Ocide ntal Bacia superior do Paraiba Vale do Paraiba Serra (borda do Planalto) Norte Setor

Norte São CarlosSerra de “Percée”

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No trabalho de Monteiro (2000) a faixa de transição climática que separa os climas das Zonas A e B (figura 1), e que foi definida por Strahler (1951), é delineada de forma melhor. Por esta razão nota-se que a sua inflexão aponta, então, para o oeste do estado de São Paulo, rumo às terras sul-mato-grossenses, quando, outrora, apontava para o noroeste do estado do Paraná, rumo às terras paraguaias. De acordo com o Monteiro, apesar desta faixa de transição ser móvel devido ao dinamismo atmosférico, a mesma define dois grandes grupos climáticos chamados “Climas Zonais A e B”.

Ao norte desta faixa de transição estão os climas controlados por massas equatoriais e tropicais, subdivididos em dois climas regionais. O primeiro é classificado como sendo de climas úmidos das costas expostas às massas tropicais marítimas, que agem, sobretudo, nas regiões do Litoral Norte do Estado; no Planalto Atlântico (Bacia superior do Paraíba); no Vale do Paraíba e na Serra da Mantiqueira (borda do Planalto). Já o segundo clima regional é marcado por climas tropicais, alternadamente secos e úmidos, cuja área de abrangência envolve a Serra da Mantiqueira (nos Contrafortes), a Depressão Periférica (setor Norte e “Percée” do Tietê) e o Planalto Ocidental (setores Norte e Oeste e Serras de São Carlos e Botucatu). Ao sul da faixa de transição climática, predominam os climas regionais úmidos da face oriental e subtropicais dos continentes dominados por massa tropical marítima. Tais climas ocorrem nas regiões Sul e Centro do Litoral Paulista e no Planalto Atlântico (Bacias Paulistana e do Paranapanema) e no Planalto Ocidental (região Sudoeste).

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Figura 6 – Classificação climática proposta por Zavatini (1990) para o estado de Mato Grosso do Sul.

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A proposta de classificação climática desse autor pode ser resumida da seguinte maneira: ao norte da faixa de transição climática, os climas controlados por massas equatoriais e tropicais, são alternadamente secos e úmidos e abrangem as bordas do Planalto Central (Serras do Caiapó, Preta e das Araras), bem como as do Planalto Arenito-Basáltico/Alto Paraná (região de Paranaíba, na confluência dos rios Paranaíba e Grande, e nos vales dos rios Verde e do baixo Sucuruí), onde há destacada atuação da massa tropical Atlântica. Já na região central do Pantanal (Serras do Amolar e do Urucum), bem como na bacia superior dos rios Taquari e Coxim (vales do Coxim e do alto Taquari) e, ainda, no Planalto Divisor (Norte), há participação efetiva da massa tropical continental e, esporadicamente, da massa equatorial continental.

Ao sul dessa faixa de transição climática os climas regionais são controlados por massas tropicais e polares. As regiões do Pantanal (Sul), de Aquidauana e de Miranda (médios vales dos rios Aquidauana e Miranda) e do Planalto da Bodoquena, sofrem a ação da massa polar atlântica (PA/PV), mas há, também, participação efetiva da massa tropical continental. Já nas regiões centro-sul do Planalto Divisor (Serras de Maracaju e de Amambaí) e do Planalto Arenito-Basáltico/Alto Paraná (vales dos rios Ivinhema, Pardo, Amambaí e Iguatemi), há uma atuação equilibrada das massas tropical atlântica e polar atlântica.

Destas duas classificações, portanto, é possível notar que importantes áreas da bacia do rio Paraná já foram abordadas do ponto de vista da análise rítmica das chuvas, com vista à classificação climática de base genética, graças ao auxílio que a morfologia do relevo também oferece à gênese pluvial. Na figura 7 produziu-se uma síntese destas informações, na tentativa de facilitar a visualização e compreensão das mesmas.

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Figura 7 – Áreas da bacia do rio Paraná já cobertas por classificações climáticas de base genética (Zavatini, 1990; Monteiro, 2000), fundamentadas nas chuvas e na morfologia do relevo.

Zavattini e Boin (2013) também apresentam uma figura síntese com a unificação das três classificações climáticas mencionadas acima, ou seja, a de Zavatini, Monteiro e Boin, as quais tem como base de suas análises a verificação da gênese das chuvas por meio da identificação dos sistemas atmosféricos que as originaram. Tal figura foi produzida nos mesmos moldes daquela apresentada na figura 7 acima, proporcionando esclarecimento ainda maior sobre a configuração climática existente dentro da bacia hidrográfica do rio Paraná.

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comportamento se deve em grande parte a maior influência de Massas e Frentes Polares advindas do sul que, ao adentrarem a bacia com maior frequência, acarretam melhor distribuição anual e, portanto, maiores volumes acumulados de chuvas.

Figura 8 – Distribuição habitual das chuvas anuais na bacia hidrográfica do rio Paraná no período de 1976 a 2005.

Fonte: Zandonadi, L. (2009).

Valores anuais de chuvas mais elevados também foram verificados no setor norte/nordeste da bacia, porém, neste caso o padrão é menos habitual do que aquele registrado para o setor sul. Nesta região a influência das Massas e Frentes Polares ocorre com menor intensidade, porém, não de maneira isenta, dando lugar a Sistemas Tropicais e Equatoriais provindos do interior do país, que, por sua vez, atuam com maior intensidade em determinados períodos do ano, principalmente no verão e na primavera, provocando chuvas torrenciais com grandes volumes precipitados em espaços de tempo reduzidos. Além disso, considera que esta área da bacia encontra-se num patamar de relevo mais elevado, o que concorre para maior ocorrência de chuvas orográficas.

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Por outro lado, todo o setor central da bacia hidrográfica do rio Paraná foi verificado com comportamento habitual menos chuvoso que o restante da área. Este comportamento foi associado pelou autor, ainda que de maneira sucinta, á menor elevação do relevo que predomina em todo o setor central. Além de ser também esta a região onde se encontra a linha de transição entre os climas anteriormente citados por Zavatini (1990), Monteiro (2000) e Boin (2000), que é móvel e atua por toda a região central do estado de São Paulo e ainda sobre o oeste do Mato Grosso do Sul.

A presença de uma zona de transição climática sobre a bacia provoca grande instabilidade pluviométrica, que associada à variação do relevo gera maiores volumes de chuvas em algumas áreas e deficiência em outras. É este um dos motivos pelos quais toda a parte central da bacia é menos regada por chuvas, pois a área de maior instabilidade atmosférica provocada pela linha de transição climática que separa os diversos sistemas atmosféricos ali atuantes é coincidente com a área onde o relevo é mais aplainado e com menores altitudes.

Os padrões de comportamento das chuvas demonstrado por Zandonadi (2009) se assemelharam fortemente àqueles do INMET, demonstrados através de Normais Climatológicas, na figura 4. No entanto, neste caso o referido autor utilizou n as suas análises valores anuais totais de chuvas, descartando qualquer análise por meio de médias, a fim de evitar qualquer distorção das informações e aproximar o máximo possível da realidade pluviométrica da área de estudo.

3.3 Alguns aspectos geológicos e geomorfológicos

Ab’Sáber (1961, p. 26), ao estudar detalhadamente os aspectos geomorfológicos da bacia do Paraná-Uruguai, cita, em longos trechos, porém, de suma importância para um bom esclarecimento, os seguintes aspectos da hidrografia da área de estudo, comparativamente à bacia sedimentar do Paraná:

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24

paleogeográfica especial que afetou o sul e o sudeste do território

brasileiro1.

Prosseguindo em seus esclarecimentos, Ab’Sáber (1961, p. 26 e 27) também relacionou a rede hidrográfica à morfologia do relevo, dizendo que

em relação às formas de relêvo salvo ligeiras extensões da área de drenagem para as terras altas cristalinas de São Paulo e Minas Gerais (alto Tietê, alto rio Pardo, alto Mogí-Guassú e alto Rio Grande), o restante da hidrografia da bacia do Paraná-Uruguai superpõem-se a áreas de terrenos ondulados e suaves dos planaltos sedimentares e basálticos da grande bacia soerguida. Em Goiás, pôsto que alguns rios tenham suas cabeceiras em terrenos cristalinos do Planalto Central, êles, desde suas nascentes, cruzam tão sómente altos chapadões cristalinos, correspondentes a planos de erosão soerguidos e pouco acidentados. [...] Provindos dos maciços antigos pré-devonianos de Goiás, Minas, São Paulo e Paraná, os rios consequentes centrípetos, penetram na região sedimentar, transpondo normalmente as diversas faixas de terrenos sedimentares paleozoicos e mesozoicos que afloram na periferia da grande bacia gondwânica soerguida. [...] no Triângulo Mineiro, em São Paulo e em parte do Paraná, os rios afluentes e sub-afluentes do Paraná, ao transpôr o dorso de estrutura complexa dos velhos maciços rejuvenecidos e semi-apalachianos da série São Roque e, entrar em contacto com as formações sedimentares da Bacia do Paraná, executaram incisões epigênicas locais, as mais diferentes, ocasionando a formação de diversas quedas e corredeiras no ponto de passagem entre os dois domínios estruturais e litológicos.

Sob o ponto de vista da posição atual dos divisores do sistema hidrográfico Paraná-Uruguai e em face do quadro geológico da bacia do Paraná, Ab’Sáber (1961, p. 27) destaca ainda a diferença existente entre a porção oriental e a ocidental dos planaltos que constituem o corpo central da bacia.

Em São Paulo, Minas e no Paraná, assim como no sul de Goiás, as cabeceiras da drenagem situam-se em terrenos cristalinos de diferentes altitudes, sendo que os rios internam-se até a calha central do Paraná, perfurando por epigenia as pequenas cuestas periféricas e o grande

alinhamento de cuestas arenítico-basalticas do interior. Em Mato Grosso2_,

ao contrário, na face ocidental da Bacia do Paraná, os divisores coincidem com a cumiada da cuesta de Maracajú; ali, os rios afluentes do Paraná (o Verde, o Pardo-Inhanduí, o Vacaria-Ivinheima, o Amambaí e o Iguatemí) estendem-se do reverso das cuestas para leste e sudeste. Trata-se de uma série de cursos consequentes, alongados e subparalelos, que ficaram restritos apenas aos terrenos sedimentares mesozoicos dos chapadões do extremo sul-sudeste de Mato Grosso.

1_{Possíveis erros ortográficos são decorrentes da avançada idade da obra original, transcrita com exatidão.}

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